生物变异的比较及育种方案的合理选择(新人教版)

生物的变异课标要求1.举例说出生物的遗传变异。

2.举例说出遗传变异育种在实践上的应用。

课标解读1.《生物的变异》是八年级下册第七单元第二章第五节的内容，属“课程标准”十大一级主题之一——生物的生殖、发育与遗传的相关内容。

本节的重要概念是遗传性状是由基因控制的，基因携带的遗传信息是可以改变的。

根据课标要求，学生能够：(1)说出变异的概念，即生物的亲代与子代、子代与子代之间出现的性状差异叫作变异；(2)举例说出由遗传物质改变所引起的变异是可遗传的变异，由环境作用引起的变异，如果没有影响到遗传物质是不可遗传的变异；(3)举例说出人类应用遗传变异原理培育新品种的方法有杂交育种、射线处理等；(4)说出杂交育种的后代可以具有两个亲本的性状。

2.本节教材内容包括变异现象是普遍存在的，探究花生果实大小的变异和人类利用遗传变异培育新品种三部分。

第一部分变异现象学生比较熟悉，可以通过生活中的现象使学生认识到变异的普遍性。

第二部分探究花生果实大小的变异既要对学生进行完整的科学探究的训练，同时要分析总结出生物的性状既受遗传物质的控制，又与环境有关，进而得出生物的变异有的可以遗传，有的不能遗传。

第三部分人类利用遗传变异培育新品种，介绍了选择育种、杂交育种和诱变育种，三者的共性都是培育新品种的方法，都属于可遗传的变异，每种育种方法蕴藏的科学道理是不同的。

教学目标知识目标1.举例说出可遗传的变异和不可遗传的变异，并说出引起两种变异的原因。

2.举例说出遗传变异育种在实践中的应用。

3.举例说出生物的性状既受遗传物质的控制，又受环境的影响。

能力目标1.尝试探究生物变异的方法，提高处理和分析数据的能力。

2.运用所学的知识和所得数据说明生物变异是普遍存在的。

情感态度与价值观1.形成小组合作、交流互助的意识。

2.认同生物变异是普遍存在的现象。

重点难点重点 1.举例说出可遗传的变异和不可遗传的变异。

(续表)教学环节教师活动学生活动设计意图(三)探究花生果实大小的变异教师提示学生应考虑的几个问题：1.测量实验材料获取实验数据前，一定要取样，怎样取样才能保证实验数据的客观、真实？2.花生的果实的形状不太规则，有长轴和短轴，哪个更能表示花生果实的大小呢？你能找到哪些测量的工具呢？怎样能准确测量它的长度呢？3.实验数据很多，怎样记录呢？如何让它们能清晰地表示大小两个品种的花生的变异呢？4.本活动中共有几项不同的工作，小组应如何分工才能提高效率？学生分组探究，完成学习报告单。

思路方法规律(三) 生物育种方法的比较和选择1．几种育种方法的比较2.几种育种过程的比较3．不同育种方法的选择(1)育种的目的：培育具有优良．．性状(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种，以便更好地为人类服务。

从基因组成上看，目标植株可能是纯合体，可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合体，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制种等。

(2)不同需求的育种方法①若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。

②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。

③若要快速获得纯种，用单倍体育种方法。

④若实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。

⑤若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。

⑥若要集中双亲优良性状，可用单倍体育种(明显缩短育种年限)或杂交育种(耗时较长，但简便易行)。

⑦对原品系营养器官“增大”或“加强”可采应多倍体育种。

[典例赏析][典例] A、B、C、D、E分别表示几种不同的育种方法，根据图回答：(1)A图所示过程称克隆技术，新个体丙的性别决定于________亲本。

(2)在B图中，由物种P突变为物种P′，是指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P 的________改变成了________。

(缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天冬氨酸GAC)(3)C图所表示的育种方法叫________，该方法最常用的做法是在①处______________________。

(4)D图表示的育种方法是________，若要在F2中选出最符合生产要求的新品种，最简单的方法是____________________________________。

(5)E图中过程②常用的方法是________，与D方法相比，E方法的突出特点是_______________。

解析克隆是无性生殖，其后代性别由提供的细胞核中的性染色体决定。

诱变育种是用人工的方法诱导基因突变，改变生物的性状。

【创新方案】2021-2021学年高中生物杂交育种与诱变育种导学设计新人教版必修2杂交育种与诱变育种1.杂交育种的概念了解2.诱变育种在生产中的应用理解杂交育种方法的优点和不足1.遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用2.杂交育种和诱变育种的优点和局限性3.用遗传图解表示各种育种过程一、杂交育种(1)概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一路，再通过选择和培育，取得新品种的方式。

(2)原理：基因重组。

(3)进程：(以高产抗病小麦品种的选育为例)亲代高产、不抗病×低产、抗病↓杂种第一代高产、抗病(均为显性性状)↓⊗第二代选出高产、抗病个体↓持续自交选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体↓新的优良品种(4)优势：操作简便。

(5)应用：①在农业生产中，杂交育种是改良作物品质、提高农作物单位面积产量的常规方式。

②可用于家畜、家禽的育种。

二、诱变育种(1)概念：利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处置生物，使生物发生基因突变。

(2)原理：基因突变。

(3)实例：黑农五号、青霉素高产菌株。

(4)优势：能够提高突变率，在较短时刻内取得更多的优良变异类型。

(5)应用：①在农作物诱变育种方面取得了可喜的功效。

②在微生物育种方面也发挥了重要作用。

一、杂交育种1．阅读教材P98～99，分析回答以下问题：(1)古印第安人是最先选择和培育玉米的，最突出的奉献是选育了果穗大、淀粉含量高的玉米，请分析以下问题：①古印第安人是用什么方式进行玉米育种的？古印第安人是如何进行“选择”的？提示：此方式称为选择育种，通过淘汰劣势个体保留优良个体来进行选择的。

②这种育种方式有哪些优势和缺点？提示：优势：技术简单、容易操作。

缺点：选择范围有限，育种周期长。

(2)已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(T)对易染锈病(t)为显性，两对性状独立遗传。

现有高秆抗锈病、矮秆易染锈病两纯系品种，欲培育能稳固遗传的矮秆抗锈病的小麦，请探讨以下问题：①如何使两种优良性状集中在同一个植株上？两种优良性状集中在一个体的实质是什么？提示：选用别离具有一优良性状的纯合亲本杂交，即可将两种优良性状集中在同一植株上。

第3课时 生物变异在育种上的应用课标要求 阐明生物变异在育种上的应用。

1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。

(2)过程(3)优点：明显缩短育种年限，且得到纯合二倍体。

(4)缺点：技术复杂。

2．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。

(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。

(3)原理：染色体(数目)变异。

(4)实例：三倍体无子西瓜的培育①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。

③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

3．杂交育种(1)原理：基因重组。

(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F 1(即为所需品种)。

②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗F 2→选出表型符合要求的个体种植并推广。

③培育显性纯合子品种 a ．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1自交→获得F 2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。

b ．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1雌雄个体交配→获得F 2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F 2个体。

(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。

(4)缺点：获得新品种的周期长。

4．诱变育种 (1)原理：基因突变。

(2)过程(3)优点①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

②大幅度地改良某些性状。

(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。

考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用1．(2022·宁波高三模拟)如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。

下列有关叙述错误的是( )A．过程①是花药离体培养B．过程②若正常培养，则植株B是单倍体C．过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子D．若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组答案D2．一粒小麦(染色体组AA,2n＝14)与山羊草(染色体组BB,2n＝14)杂交，产生的杂种AB经染色体自然加倍，形成了具有AABB染色体组的四倍体二粒小麦(4n＝28)。

一、变异与重组的比较
二、育种系列比较 基因工程的工具：剪刀-限制酶；针线-DNA 连接酶；运载体-质粒、噬菌体、动植物病毒。

基因工程的操作步骤：①提取目的基因-②目的基因与运载体的结合-③将目的基因导入受体细胞-④目的基因的检测与鉴定
育种类型 杂交育种
诱变育种
单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种
原理 基因重组
基因突变
染色体数目变异（染色体变异）
基因重组 处理方法 先杂交后连续自交，选优 物理因素（各种射线、辐射、激光等）和化学（亚硝酸、硫酸二乙酯等）因素
采用花药离体培养得
到单倍体植株，用秋水仙素处理幼苗 低温处理或者秋水仙素处理萌发的种子或者幼苗 用基因工程技术将目的基因导入受体细胞并表达 优点 可以把多个品种的优良性状集中在一起 提高突变率、加速育种进程
明显缩短育种年限
器官巨大，营养价值高
克服了远缘杂交不亲和的障碍 缺点
育种年限长
有利变异少，需处理大量生物材料
技术难度大
发育延迟，结实率低
有可能引起生态危机。

单元能力提升对应学生用书P147[技法集中营]与可遗传变异有关的两个判断技巧1．交叉互换(基因重组)与易位(染色体结构变异)的判断区分二者的关键：首先，看“交换”的染色体片段是发生在同源染色体之间，还是非同源染色体之间，因此，焦点就转化成判断是否为同源染色体的问题。

如果变异的两条染色体的大小、形状、着丝点位置均相同，则为交叉互换，属于基因重组；如果变异的两条染色体的大小、形状、着丝点位置中有一项不同(性染色体除外)，则为易位，属于染色体结构变异。

其次，若染色体上标注有相应基因，还可通过观察基因的种类(不分大小写)、排列顺序与位置来进行区分：不变的是交叉互换，发生变化的(如基因A与B之间互换)是易位。

2．染色体结构变异与基因突变的判断区分二者的关键：是否能在光学显微镜下观察到，染色体结构变异显微镜下可见，基因突变不可见。

解答与判断变异类型有关的实验设计题的关键点1．审清题干要求和实验目的。

实验设计时，实验方法的选取、对结果的分析以及表述结论等都要围绕实验目的来进行。

2．理清实验设计的思路，合理选择杂交亲本。

动物的遗传类实验通常采用测交实验法，要注意检测动物(如雄性突变小鼠)一定要与多只正常异性个体(如多只雌性野生小鼠)杂交，才能在统计上有意义。

设计实验思路时要考虑到可能该基因存在于常染色体、X染色体、Y染色体上三种情况，除了Y染色体，还需考虑基因的显隐性，需要同时进行判断。

3．严密表述实验过程。

实验过程的设计既要考虑合理设计交配类型，也要注意适时筛选；结果分析应考虑全面，分析中可能涉及：出现某性状、全为某性状、多数为某性状等不同情况，对此应严密表述，准确分析。

人类遗传病调查的基本程序及其分类1．基本程序：根据调查目的(是患病概率，还是遗传方式)→确定被调查的遗传病→设计记录表格→进行分组调查→汇总结果，统计分析。

2．因为调查目的不同，分为遗传病患病概率调查和遗传病遗传方式调查两类，二者的主要差别是调查对象不同。